TP Physique N° 07 ter  

Circuit (R, C).

Enoncé.

 

   

   

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Programme 2012 :

Programme 2012 : Physique et Chimie

Matériel : condensateur 1000 μF, condensateur 2200 μF,

conducteur ohmique 47 kΩ, interrupteur inverseur,

plaque de connexions, générateur de tension, multimètres, fils.

 

I- Charge d’un condensateur par un échelon de tension.

 

1)- But : étudier l’évolution en fonction du temps de la tension u AB à ses bornes lors de la charge à tension constante.

2)- Échelon de tension.

-  Un échelon de tension E est le passage instantané d'une tension de valeur nulle à une tension de valeur constante E. Représentation :

3)- Montage :

Manipulationréaliser le montage suivant. Le faire vérifier.

-  Attention, on utilise un condensateur électrochimique. Il est polarisé. Il faut respecter les polarités.

-  Prendre le conducteur ohmique de résistance R = 47 kΩ

-  Prendre le condensateur de capacité C = 1000 μF.

ManipulationRéglages : régler la tension aux bornes du générateur de tension : U = E  ≈  4,00 V.

 

4)- Mesures.

-  Dans un premier temps, estimer la durée de la charge Δt avec le chronomètre.

-  Dans un deuxième temps, décharger le condensateur, puis :

-  Charger le condensateur et relever la valeur de la tension uAB toutes les x secondes afin de faire une vingtaine de mesures.

Donner les résultats sous forme d’un tableau.

 

5)- Exploitation des mesures.

-  Étude de u AB = f(t) : Tracer la courbe u AB = f(t).

-  Commenter la courbe obtenue.

Donner ses caractéristiques.

Donner la valeur de la tension U aux bornes du condensateur lorsqu’il est chargé.

-  Déterminer la durée nécessaire τ 1 pour que : .

-  Sur la courbe, tracer la tangente au point d’abscisse 0 et l’asymptote horizontale.

Déterminer l’abscisse τ2  de leur point d’intersection.

-  Comparer τ1 et τ2 au produit R.C. Conclure.

 

II- Décharge d’un condensateur.

 

1)- Montage :

-           On utilise le même montage que précédemment.

ManipulationRéglages : régler la tension aux bornes du générateur de tension : U = E  ≈  4,00 V.

 

2)- Mesures.

-  Dans un premier temps, on charge le condensateur, puis on décharge le condensateur.

-  Estimer la durée de la décharge Δt avec le chronomètre.

-  Dans un deuxième temps, charger le condensateur, puis :

-  Décharger le condensateur et relever la valeur de la tension uAB toutes les x secondes afin de faire une vingtaine de mesures.

Donner les résultats sous forme d’un tableau.

 

3)- Exploitation des mesures.

-  Étude de u AB = f (t) :

Tracer la courbe uAB = f (t) (utiliser la même feuille que précédemment).

-  Commenter la courbe obtenue. Donner ses caractéristiques.

-  Donner la valeur de la tension U0 aux bornes du condensateur au temps t = 0 s.

-  Déterminer la durée nécessaire τ1 pour que :

.

-  Sur la courbe, tracer la tangente au point d’abscisse 0.

Déterminer l’abscisse τ2 de son point d’intersection avec l’axe des abscisses.

-  Comparer τ1 et τ2 au produit R.C. Conclure.

 

III- Étude complémentaire. (Si le temps le permet).

 

-  À l’aide du tableur Excel.

-  Tracer la courbe expérimentale pour chaque cas.

-  Comparer lors de la charge du condensateur la courbe expérimentale à la courbe théorique d’équation :

, avec  τ = RC.

-  Comparer lors de la décharge du condensateur la courbe expérimentale à la courbe théorique d’équation :

.